[發明專利]一種波浪能發電裝置用液壓蓄能發電式錨泊系統

有效

• 申請號: 202010778506.0
• 申請日: 2020-08-05
• 公開（公告）號: CN112065641B
• 公開（公告）日: 2022-12-27
• 發明（設計）人: 王文勝;葉寅;盛松偉
• 申請（專利權）人: 中國科學院廣州能源研究所
• 主分類號: F03B13/20
• 分類號: F03B13/20;F03B11/00;B63B22/04
• 代理公司: 廣州科粵專利商標代理有限公司 44001
• 代理人: 周友元;莫瑤江

本發明公開了一種波浪能發電裝置用液壓蓄能發電式錨泊系統，包括錨、錨鏈、錨機、掣鏈器、纜繩、液壓缸、蓄能器、油箱和液壓發電系統；錨機和掣鏈器安裝在波浪能發電裝置的頂端，錨鏈的一端連接錨，另一端安裝在錨機上，并且和纜繩連接；液壓缸、蓄能器、油箱和液壓發電系統安裝在波浪能發電裝置的底部艙室，纜繩的另一端與液壓缸的活塞桿相連接，液壓缸的有桿腔一路通過單向閥連接到蓄能器，一路通過單向閥連接油箱，液壓缸的無桿腔直接與底部艙室的空氣相連通。本發明的液壓蓄能發電式錨泊系統，可實現波浪能發電裝置在惡劣海況或者臺風情況下的安全可靠運行，并且錨泊系統結構簡單，成本低廉且投放簡便易操作。

技術領域

本發明涉及海洋平臺錨泊技術領域，波浪能發電領域，具體涉及一種波浪能發電裝置用液壓蓄能發電式錨泊系統。

背景技術

波浪能發電裝置通常是以半潛式浮子的形式在海洋中存在，與普通的海洋浮式平臺不同，海洋浮式平臺將主要工作平臺放置在波面以上，水下采用立管設計也避免了波浪沖擊。而波浪能裝置的設計理念是正向迎波，這樣的特點導致其在波浪中受到的波浪沖擊遠遠大于船舶和海洋平臺。對于相同排水量噸位的海上結構物，波浪能裝置在大波極端海況中受到的波浪拖拽力比船舶、海洋平臺大的多，導致其系泊受力巨大，這也就是國內外眾多波浪能裝置抗臺風困難，發生拋錨、斷錨的主要原因。

波浪能發電裝置在波浪中不僅受到一階波浪力作用而且還受到二階波浪力作用。二階力波浪力由定常項、和頻項以及差頻項組成，通常二階力水平方向的定常力稱為波浪平均漂移力，差頻項稱為低頻慢漂力。當面對二階差頻長周期波時，裝置的吸波浮體和水下附體均對波浪不響應并整體發生長距離漂移。這種二階低頻力對波浪能發電裝置長距離運動做功所形成的能量是巨大的，而這部分能量最終通過系泊系統緩沖吸收。

傳統的波浪能發電裝置錨泊系統主要為懸鏈線系泊系統，其主要通過懸鏈線材料的重力勢能和懸鏈線的整體拉伸來緩沖波浪低頻漂移力。而懸鏈線系泊系統在臺風等惡劣海況下，波浪低頻漂移力增大，懸鏈線會逐漸被拉伸趨于拉直繃緊的狀態，此時一旦波浪能裝置隨著波浪繼續后退，懸鏈線錨鏈很容易被拉斷，或者走錨。解決該問題的傳統方法有三種，第一是增加錨泊系統的強度，主要是增加錨鏈的強度，增大錨鏈的鏈徑，改進錨的結構增加錨的重量，來抵抗惡劣的海況，這種方法可以在一定程度上提高錨泊系統的安全性，但是增加了錨泊系統的成本；第二種方法是在懸鏈線錨泊系統的基礎上增加沉塊和浮筒，從而提升了整個錨泊系統緩沖吸能的能力，但是增加了錨泊系統的投放工程的難度；第三類為超彈性蓄能系泊系統，超彈性系泊纜繩是具有超強的彈性形變能力和較強的抗拉力的材料組成，系統通過彈性變形緩沖蓄積波浪拖拽力對裝置漂移做功，該種錨泊系統可靠性較前兩種要高，但是成本比較高，且投放的難度也較大。因此如何使波浪能錨泊系統可以在惡劣海況甚至是臺風情況下安全可靠的運行，并且操作簡單，成本低廉，一直是波浪能裝置領域的難題。

發明內容

本發明的目的在于提供一種波浪能發電裝置用液壓蓄能發電式錨泊系統，實現波浪能發電裝置在惡劣海況或者臺風情況下可以安全可靠的運行，并且錨泊系統結構簡單，成本低廉且投放簡便易操作。

為實現上述目的，本發明采用的技術方案是：

一種波浪能發電裝置用液壓蓄能發電式錨泊系統，包括錨、錨鏈、錨機、掣鏈器、纜繩、液壓缸、蓄能器、油箱和液壓發電系統；錨機和掣鏈器安裝在波浪能發電裝置的頂端，錨鏈的一端連接錨，另一端安裝在錨機上，并且和纜繩連接；液壓缸、蓄能器、油箱和液壓發電系統安裝在波浪能發電裝置的底部艙室，纜繩的另一端與液壓缸的活塞桿相連接，液壓缸的有桿腔一路通過單向閥連接到蓄能器，一路通過單向閥連接油箱，液壓缸的無桿腔直接與底部艙室的空氣相連通；當液壓缸受到錨泊力時，液壓缸活塞桿運動，將液壓缸有桿腔的油打入蓄能器，蓄能器蓄積一定的液壓油后釋放帶動液壓發電系統發電，當液壓缸未受錨泊力時，液壓缸活塞桿復位，液壓缸有桿腔從油箱中吸油。